Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Классификация промышленных титановых сплавов
Промышленные титановые сплавы классифицируют по: способу производства: деформируемые, фасонно-литейные, порошковые; целевому назначению: конструкционные, жаропрочные (рабочая темпера тура 400-550 °С) и коррозионно-стойкие; уровню прочности при 20 °С: (низкой) невысокой прочности ов=500-800 МПа. прочные ов = 1000-1200 МПа; высокопрочные ов = 1300-1500 МПа; фазовому составу: в отожженном состоянии: способности воспринимать термическую обработку,термически неупрочняемые и упрочняемые; свариваемости: свариваемые (а -сплавы и некоторые а + ß -сплавы) и несвариваемые.
5.5.3. Деформируемые титановые сплавы Сплавы с a -структурой (ВТ1, ВТ5) характеризуются невысокой прочностью при комнатной температуре. Поскольку a-стабилизаторы значительно повышают температуру полиморфного превращения, в сплавах с устойчивой a-структурой полиморфное a«b-превращение происходит при высоких температурах, когда реализуется нормальный механизм полиморфного превращения. Переохладить b-фазу до низких температур, при которых возможно мартенситное превращение, в этих сплавах не удается даже при очень больших скоростях. Поэтому сплавы с устойчивой a -структурой нельзя упрочнять термической обработкой. Их упрочнение достигается легированием твердого раствора небольшим количеством олова, циркония и марганца и пластической деформацией. Добавка олова вызывает увеличение ударной вязкости повышает жаропрочность технологические свойства. К a-сплавам относятся нелегированный титан (ВТ 1-00 и ВТ 1-0) и сплавы ВТ5 (~5 А1), ВТ5-1 (~5 % А1; 2,5 % Sn), 4201 (-0,2 % Pd). Достоинствами этих сплавов являются высокая термическая стабильность (однофазная структура), малая чувствительность к надрезу (механические свойства этих сплавов практически не зависят от структуры), жаропрочность до -450 °С (за счет повышенного содержания А1). Изделия из сплава ВТ5-1могут длительное время работать при температурах до 500 ºC и кратковременно (в течение нескольких минут) при температурах 900 ºC. Некоторые a-сплавы (ВТ5-1 с пониженным содержанием примесей) могут работать при криогенных температурах (с понижением температуры прочность и пластичность увеличивается). Высокая технологическая пластичность этих сплавов объясняется малым содержанием алюминия. Все они отличаются высокой коррозионной стойкостью.
Недостатками a-сплавов являются склонность к водородной хрупкости, (особенно при динамической нагрузке), невысокая прочность при 20 °С (ов=350-800 МПа) и низкая технологическая пластичность а достоинством – хорошая свариваемость и высокие механические свойства при криогенных температурах. Обычная их термообработка - отжиг в a-области. Свойства сплавов ВТ5 и ВТ5-1 зависят от скорости охлаждения, при медленном охлаждении вероятно образование упорядоченной a-фазы.Выделение упорядоченной a-фазы приводит к охрупчиванию, уменьшению термической стабильности и пластичности, поэтому рекомендуют ускоренное охлаждение (на воздухе), что способствует повышению ударной вязкости примерно на 50 %. Псевдо- a -сплавы (ОТ4,ОТ4-1) сохраняя достоинства a-сплавов, благодаря присутствию небольших количеств b-фазы (наряду с a-фазой в структуре присутствует ß -фаза в количестве 1-5 %)имеют более высокую технологическую пластичность и хорошо обрабатываются давлением, хорошо свариваются,однако склонны к водородной хрупкости. Добавки марганца повышают теплопроводность и свариваемость. К псевдо - a -сплавам относятся сплавы групп ОТ (Тi-А1-Мп), содержащие от 1 до 6 % А1 и 1,5 % Мп, и АТ (Тi-А1-Fе-Сг-Si), содержащие до 5 % А1 и примерно по 0,5 % каждого из остальных элементов. Это сплавы невысокой прочности (ов~500-1100 МПа при 20°С), особенно малолегированные. Если в сплаве содержание А1 не более 2-3 %, то это очень технологичные сплавы, если 5-6 % А1 - жаропрочные сплавы (например, сплавы марок ВТ20 и ВТ18 могут работать до 500 и 600-650 °С, соответственно). По сравнению с a - сплавами псевдо - а -сплавы на 10-20 % прочнее, а пластичность их на уровне a -сплавов, что обусловлено небольшим количеством ß –стабилизаторов. Недостатками псевдо - a -сплавов является большая чувствительность к водородной хрупкости (растворимость водорода в ß -фазе выше), а также невозможность использования упрочняющей термической обработки. Основная термообработка этих сплавов - дорекристаллизационный и рекристаллизацинный отжиг. Двухфазные (a + b) - сплавы (ВТ6, ВТ14,ВТ22) характеризуются наилучшим сочетанием механических и технологических свойств. В отличие от а -сплавов двухфазные a+ ß -сплавы существенно упрочняются при термообработке, которая, подобно термической обработке стали, состоит из закалки и отпуска (старения), но их свариваемость хуже однофазных сплавов. Увеличение количества b-фазы в этих сплавах до 50% обеспечивает им самую высокую прочность этой группы сплавов как в отожженном, так и в закаленном состояниях.
Двухфазные титановые сплавы условно подразделяют на высокопрочные и жаропрочные сплавы. Подход к выбору легирующих элементов зависит в значительной степени от назначения сплавов. В высокопрочных сплавах для обеспечения большого количества ß -фазы количество ß -стабилизаторов должно быть > 2 %. В качестве основных легирующих элементов применяют V, Мо и W. Типичный представитель этой группы сплавов сплав - ВТ6, содержащий 6 % А1 и 4 % V. Сплав ВТ6 применяется для деталей машин и элементов конструкций, работающих при температуре 450 - 500ºC. Этот сплав характеризуется оптимальным сочетанием технологических и механических свойств. Уменьшение содержания легирующих элементов в сплаве (модификация ВТ6-С - 4,5 % А1 и 3,5 % V) позволяет использовать его в сварных конструкциях. Сплав ВТ14 (4 % А1, 3 % Мо и 1 % V) обладает высокой технологичностью в закаленном состоянии (хорошо деформируется) и высокой прочностью - в состаренном. Он удовлетворительно сваривается всеми видами сварки. Сплав ВТ 14 способен длительно работать при 400 °С и кратковременно - при 300 °С. Повышение жаропрочности титановых сплавов достигается усложнением состава а -твердого раствора. В качестве легирующих элементов в этих сплавах используют элементы в большом количестве растворимые в a-твердом растворе, поэтому жаропрочные титановые сплавы содержат максимальное количество А1, нейтральные упрочнители и 1,5-2 % ß -стабилизаторов. Максимальное содержание А1 (5-6,5 % в среднем) в жаропрочных титановых сплавах объясняется тем, что этот элемент, являющийся a-стабилизатором, повышает температуру полиморфного превращения, а также увеличивает растворимость ß- стабилизаторов в a-Ti. К жаропрочным титановым сплавам относятся, например, ВТЗ-1, (содержащий 6 % А1, 2,5 % Мо, 1,5 % Сг, 0,5 % Fе и 0,3 % Si), ВТ8 и ВТ9. Высокопрочные сплавы обычно подвергают упрочняющей термичеcкой обработке. После закалки и старения в структуре этих сплавов содержится дисперсионная смесь равновесных ß и a - фаз (ß - твердый раствор легирующих элементов в ß -Тi). В отожженном состоянии их структура состоит из a-фазы и 5-25% ß-фазы. Жаропрочные сплавы для повышения термической стабильности отжигают. Структура жаропрочных титановых сплавов в отожженном состоянии состоит из a-фазы и 25-50 % ß -фазы. Двухфазные (a+ ß)-титановые сплавы, обладая хорошими механическими свойствами, имеют пониженную термическую стабильность (сохраняют достаточную прочность лишь до 430 °С) и пластичность сварного шва хуже, чем у a- сплавов, что объясняется присутствием ß -фазы. После сварки детали нужно подвергать термообработке для восстановления пластичности. При криогенных температурах эти сплавы обладают низкой пластичностью. Сплав ВТ6 - один из наиболее применяемых титановых сплавов (конструкции ходового двигателя). ВТ14 используют для изготовления различных полуфабрикатов (листы, поковки, штамповки); ВТ16 - крепежный сплав (болты, шпильки, гайки), применяемый как заменитель высококачественной стали 30ХГСА (для большинства военных самолетов).
Псевдо - ß -титановые сплавы характеризуются высоким содержанием ß -стабилизаторов и отсутствием мартенситного превращения. В процессе закалки в сплавах подавляется диффузионный распад ß -фазы, частично реализуемый при последующем старении и вызывающий упрочнение сплава. Сплавы характеризуются высокой пластичностью в закаленном состоянии и высокой прочностью в состаренном. Они удовлетворительно свариваются аргонодуговой сваркой. Широкое распространение из этой группы сплавов получил сплав ВТ 15, содержащий 3 % А1, 8 % Мо и 11 % Сг и имеющий в закаленном состоянии невысокую прочность (ов =900 МПа) и большую пластичность (5=20 %). После старения при 450 °С его прочность возрастает до 1500 МПа, а пластичность снижается (5=6 %). Из сплава изготавливают прутки, поковки, полосы, ленты. Сплав рекомендуется для длительной работы при температуре до 350 °С. Однофазные b -сплавы отличаются высокой коррозионной стойкостью. Сплав 4201 может заменить тантал, сплавы на никелевой осове типа хастеллой, а также благородные металлы – платину и золото. ß -сплавы могут быть использованы для кратковременной работы при высоких температурах (до 1000-1200 °С). Структура ß -сплавов - твердый раствор легирующих элементов в ß –Ti. Эти сплавы содержат большое количество ß -стабилизаторов (Мо, Nb, V, Сr, Fе), имеющих высокую стоимость элементов V, Mo, Nb, понижающих удельную прочность сплавов из-за их высокой плотности, что и сдерживает их широкое промышленное применение.
|
|||||||
Последнее изменение этой страницы: 2021-04-05; просмотров: 170; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 18.116.19.17 (0.008 с.) |